2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Structural Monitoring System for road signs
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15K06192
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
佐伯 昌之 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 准教授 (70385516)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大谷 隆浩 名古屋大学, 情報科学研究科, 学振特別研究員(PD) (30726146) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 道路付属物 / モニタリング / 固有振動数 / 振動特性 / 減衰比 / 強制加振実験 / 無線センサネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，道路標識などの道路付属物の健全性を評価する手法を開発することを目的として実施したものである．まず，本学キャンパス内に単柱型道路標識を2本設置し，精密小型加振機を用いた強制加振実験を行った．その応答をサーボ型加速度計で計測し，変位の時系列波形に変換した後にARX法を用いて周波数伝達関数を推定した．この強制加振実験を320回以上（1日4回以上を80日程度）実施し，周波数伝達関数の推定精度の検証や，実験毎の振動特性の変化を確認した．
上記の周波数伝達関数から平均値を計算し，振動特性解析プログラムを開発した．道路標識は，梁要素を用いて片持ち梁でモデル化した．ただし，実験で得られた周波数伝達関数を説明するためには，根元の固定端において，回転と水平移動を許容するモデルを導入する必要があり，境界条件はスウェイ―ロッキングモデルとした．このモデルを用いて，平均的な周波数伝達関数を説明するモデルパラメータを逆推定した．また，基礎部の運動や，損傷を与えた場合の固有振動数の変化量，質量を付加した場合の振動特性の変化を計測し，モデルを用いた計算と比較した．その結果，本研究で開発した数値計算モデルは，妥当であることが確認できた．
さらに，強制加振実験と並行して，無線加速度センサを用いた常時モニタリング実験を行った．まず，実現場の使用に耐えるセンサを試作した．当初は夏季において，バッテリ不足により計測が中断する現象が多発したが，これは太陽電池パネルによる充電の失敗が原因であった．バッテリを安全に充電するためには，温度が40度以下である必要があるが，充電を開始した途端に電子部品が発熱する問題を考慮しておらず，気温40度未満でも充電できない問題が発生していた．この問題を解決し，現状では常時モニタリングが可能となっている．そして，固有振動数等の変化を連続的に取得できるようになっている．
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